JP2019508892A5

JP2019508892A5 - 光ファイバシステム

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Publication number: JP2019508892A5
Application number: JP2018540836A
Authority: JP
Filing date: 2017-02-06
Publication date: 2020-03-19
Anticipated expiration: 2037-02-06

Description

断面概略図である。本発明の一実施形態によるモード混合光ファイバの概略側面図である。本発明の別の実施形態によるモード混合光ファイバの断面概略図である。本発明の別の実施形態によるモード混合光ファイバの断面概略図である。本発明の別の実施形態によるモード混合光ファイバの断面概略図である。本発明の別の実施形態によるモード混合光ファイバの断面概略図である。本発明の別の実施形態によるモード混合光ファイバの断面概略図である。本発明の別の実施形態によるモード混合光ファイバの断面概略図である。本発明の別の実施形態によるモード混合光ファイバの概略断面図である。本発明の別の実施形態によるモード混合光ファイバの概略断面図である。本発明の別の実施形態によるモード混合光ファイバの概略断面図である。本発明の一実施形態によるモード混合光ファイバの概略側面図及び一組の概略断面図の組である。本開示の一実施形態による光学システムの概略図である。本開示の別の実施形態による光学システムの概略図である。本開示の別の実施形態による光学システムの概略図である。本開示の別の実施形態による光学システムの概略図である。本開示の別の実施形態による光学システムの概略図である。本開示の別の実施形態による光学システムの概略図である。本開示の別の実施形態による光学システムの概略図である。このようなモード混合光ファイバを持たないシステムに対して、シード放射をマルチモード増幅器に送達する際にモード混合光ファイバを使用するシステムと比較した一組の計算強度プロットである。本開示の別の実施形態による光学システムの概略図である。本開示の別の実施形態による光学システムの概略図である。本開示の別の実施形態による光学システムの概略図である。実施例１の実験で用いたモード混合光ファイバの断面概略図である。実施例１の実験で用いたモード混合光ファイバの劈開されたファイバ端面の写真である。実施例１の実験において、モード混合ビーム送達ケーブルで励起されたモードのうち、計算されたパワー分布を示すグラフである。実施例１の実験におけるモード混合ビーム送達ケーブルによって送達された計算された全出力強度の２Ｄプロットである。実施例１の実験におけるモード混合ビーム送達ケーブルによって送達されたビームの計算されたプロファイルのプロットである。実施例１の実験における従来のビーム送達ケーブルで励起されたモード間のパワー分布の計算結果を示すグラフである。実施例１の実験において、従来のビーム送達ケーブルによって送達された計算された全出力強度の２Ｄプロットである。実施例１の実験における従来のビーム送達ケーブルによって送達されたビームの計算されたプロファイルのプロットである。実施例１の実験で説明したように、従来のシステムの概略図であり、これにより送達された全出力強度の２Ｄグラフである。実施例１の実験で説明したように、オフセットコアモード混合ファイバとそれによって送達される全出力強度の２Ｄグラフとを含む光学システムの概略図である。実施例２の実験で用いたモード混合光ファイバの設計を示す断面概略図である。実施例２の実験で用いたモード混合光ファイバの劈開されたファイバ端面の写真である。実施例２の実験において、モード混合ビーム送達ケーブルで励起されたモード間の計算されたパワー分布を示すグラフである。実施例２の実験におけるモード混合ビーム送達ケーブルによって送達された計算された全出力強度の計算値の２Ｄプロットである。実施例２の実験におけるモード混合ビーム送達ケーブルによって送達されたビームの計算されたプロファイルのプロットである。実施例２の実験で説明したように、オフセットコアモード混合ファイバとそれによって送達される全出力強度の２Ｄグラフとを含む光学システムの概略図である。実施例３の実験で用いたモード混合光ファイバの劈開されたファイバ端面の写真である。実施例３に記載の複数の組の実験の２Ｄ及び１Ｄ強度グラフである。実施例３に記載の複数の組の実験の２Ｄ及び１Ｄ強度グラフである。実施例４の実験で用いた光ファイバのプロファイルの断面概略図である。実施例４に記載の一組の実験の２Ｄ及び１Ｄ強度グラフである。実施例５の実験シミュレーション結果を示すグラフである。実施例５のモード混合ファイバと従来のファイバの様々なモードの計算されたモードパワーのグラフである。実施例６で説明した従来のピッグテールポンプダイオードの出力を示すグラフである。実施例６の実験で用いた光ファイバの劈開されたファイバ端面の写真である。実施例６に記載したように、例示的なモード混合光ファイバを有するピッグテールされたポンプダイオードの出力のグラフである。

Claims

所定の波長を有する光放射を伝送するためのモード混合光ファイバを備える光ファイバシステムであって、
前記モード混合光ファイバは、入力端と、出力端と、中心線と、屈折率プロファイルとを有し、
前記モード混合光ファイバは、
前記波長の光放射のためのコアであって、屈折率プロファイル及び中心線を有するコアと、
前記コアの周りに配置されたクラッディングとを備え、
前記モード混合光ファイバのコアは、前記波長において少なくとも２０個の導波モードをサポートし、
前記モード混合光ファイバのコアの屈折率プロファイルは、前記光放射の少なくとも２０％が基本モード以外のモードで導波されるように、低次導波モードから高次導波モードへ当該モード混合光ファイバで導波する波長を有する光放射の一部を分配するように構成され、
前記光ファイバシステムは、
１つ又は複数のポンプ入力ポートと出力ポートを備えたポンプカプラ又はコンバイナと、
ポンプ波長及び増幅波長を有する能動型光ファイバとを備え、
前記ポンプ波長は前記光放射の波長であり、
前記コアは最も内側のコアであり、
前記能動型光ファイバは前記ポンプカプラ又は前記コンバイナの出力ポートに動作可能に結合された第１の端部を有し、
前記光ファイバシステムは、
前記ポンプ波長を有する１つ又は複数のポンプ光源を備え、
前記モード混合光ファイバの入力端は前記１つ又は複数のポンプ光源の１つに動作可能に結合され、前記モード混合光ファイバの出力端は前記ポンプカプラ又は前記コンバイナの各入力ポートの１つに動作可能に結合され、前記コアは最も内側のコアである、
光ファイバシステム。
所定の波長を有する光放射を伝送するためのモード混合光ファイバを備える光ファイバシステムであって、
前記モード混合光ファイバは、入力端と、出力端と、中心線と、屈折率プロファイルとを有し、
前記モード混合光ファイバは、
前記波長の光放射のためのコアであって、屈折率プロファイル及び中心線を有するコアと、
前記コアの周りに配置されたクラッディングとを備え、
前記モード混合光ファイバのコアは、前記波長において少なくとも２０個の導波モードをサポートし、
前記モード混合光ファイバのコアの屈折率プロファイルは、前記光放射の少なくとも２０％が基本モード以外のモードで導波されるように、低次導波モードから高次導波モードへ当該モード混合光ファイバで導波する波長を有する光放射の一部を分配するように構成され、
前記光ファイバシステムは、
前記光放射の波長であるポンプ波長及び増幅波長を有する能動型光ファイバ（１８８４）と、
前記ポンプ波長を有する１つ又は複数のポンプ光源（１８８８）と、
前記モード混合光ファイバ（１８００）とを備え、
前記モード混合光ファイバの入力端はポンプカプラ又はコンバイナ（１８８２）を介して前記１つ又は複数のポンプ光源の１つに動作可能に結合され、前記モード混合光ファイバの出力端は前記能動型光ファイバに動作可能に結合される、
光ファイバシステム。
前記モード混合光ファイバのコアはポンプコアであり、
前記モード混合光ファイバは前記ポンプコア内に配置された第２のコアをさらに備え、
前記第２のコアは前記能動型光ファイバの能動波長を導波するように構成された受動型コアである、
請求項２に記載の光ファイバシステム。
光ファイバシステムは、
前記モード混合光ファイバの第２のコアを介して前記能動型光ファイバの能動型コアに動作可能に結合された能動波長のための光源をさらに備える、
請求項３に記載の光ファイバシステム。
所定の波長を有する光放射を伝送するためのモード混合光ファイバを備える光ファイバシステムであって、
前記モード混合光ファイバは、入力端と、出力端と、中心線と、屈折率プロファイルとを有し、
前記モード混合光ファイバは、
前記波長の光放射のためのコアであって、屈折率プロファイル及び中心線を有するコアと、
前記コアの周りに配置されたクラッディングとを備え、
前記モード混合光ファイバのコアは、前記波長において少なくとも２０個の導波モードをサポートし、
前記モード混合光ファイバのコアの屈折率プロファイルは、前記光放射の少なくとも２０％が基本モード以外のモードで導波されるように、低次導波モードから高次導波モードへ当該モード混合光ファイバで導波する波長を有する光放射の一部を分配するように構成され、
前記光ファイバシステムは、
ポンプ波長と、前記光放射の波長である増幅波長とを有するマルチモード能動型光ファイバと、
前記能動波長のためのシード光源（１９９１）と、
前記モード混合光ファイバ（１９００）とを備え、
前記モード混合光ファイバのコアは受動型の最も内側のコアであり、
前記モード混合光ファイバの入力端はポンプカプラ又はコンバイナを介して前記シード光源に動作可能に結合され、
前記モード混合光ファイバの出力端は前記能動型光ファイバに動作可能に結合され、
前記モード混合光ファイバは前記受動型の最も内側のコアを囲むポンプコアをさらに備え、
前記光ファイバシステムは、ポンプカプラ又はコンバイナを介して前記モード混合光ファイバのポンプコアに動作可能に結合された１つ又は複数のポンプ光源をさらに備える、
光ファイバシステム。
所定の波長を有する光放射を伝送するためのモード混合光ファイバを含む光ファイバシステムであって、
前記モード混合光ファイバは、入力端と、出力端と、中心線と、屈折率プロファイルとを有し、
前記モード混合光ファイバは、
前記波長の光放射のためのコアであって、屈折率プロファイル及び中心線を有するコアと、
前記コアの周りに配置されたクラッディングとを備え、
前記モード混合光ファイバのコアは、前記波長において少なくとも２０個の導波モードをサポートし、
前記モード混合光ファイバのコアの屈折率プロファイルは、前記光放射の少なくとも２０％が基本モード以外のモードで導波されるように、低次導波モードから高次導波モードへ当該モード混合光ファイバで導波する波長を有する光放射の一部を分配するように構成され、
前記光ファイバシステムは、
前記モード混合光ファイバ（２１００）を備え、
前記モード混合光ファイバのコアは能動型の最も内側のコアであり、
前記能動型の最も内側のコアは、ポンプ波長と、前記光放射の波長である能動波長とを有し、
前記光ファイバシステムは、
前記モード混合光ファイバの能動型の最も内側のコアに動作可能に結合された１つ又は複数のポンプ光源（２１８８）を備える、
光ファイバシステム。
前記モード混合光ファイバは、前記光放射の少なくとも４０％が、基本モード以外のモードであって基本モードに比較して次の高次モードであるモード、もしくは１次の高次モードで導波されるように、実質的に前記光放射を分配するように構成される、
請求項１〜６のいずれかに記載の光ファイバシステム。
前記モード混合光ファイバは、前記光放射の５０％以下が任意の２つの導波モードで導波されるように、実質的に前記光放射を分配するように構成される、
請求項１〜７のいずれかに記載の光ファイバシステム。
前記最も内側のコアの屈折率プロファイルは、前記コアの中心線の周りに非対称に配置された１つ又は複数の実質的にドープされた領域を含み、
前記実質的にドープされた領域のそれぞれは、実質的にアップドープ又は実質的にダウンドープされている、
請求項１〜８のいずれかに記載の光ファイバシステム。
前記最も内側のコアの屈折率プロファイルは、前記コアの中心線の周りに非対称に配置された１つ又は複数の実質的にダウンドープされた領域を含む、
請求項１〜８のいずれかに記載の光ファイバシステム。
前記１つ又は複数の実質的にドープされた領域のそれぞれは、円形と、多角形と、環形状とから選択された形状を有する、
請求項９又は１０に記載の光ファイバシステム。
前記モード混合光ファイバの最も内側のコアは、前記モード混合光ファイバの中心線と実質的に同一直線上にない中心線を有する、
請求項１〜１１のいずれかに記載の光ファイバシステム。
前記コアは、長方形又は多角形の形状であって、実質的に非円形の断面形状を有する、
請求項１〜１２のいずれかに記載の光ファイバシステム。
前記モード混合光ファイバは所定の強度プロファイルを前記波長において導波された放射を提供するように構成され、
前記強度プロファイルは、ピーク強度の５％における外側縁端部により定義され、
前記強度プロファイルは、その平均強度の２０％、１５％、又は１０％以内において、少なくとも７０％の断面積、少なくとも８０％の断面積、又は少なくとも９０％の断面積を有する、
請求項１〜１３のいずれかに記載の光ファイバシステム。